TW201605729A - 針狀碳酸鍶微粒子及其分散液 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種由細微的針狀碳酸鍶粒子所構成之針狀碳酸鍶粉末，以及細微的針狀碳酸鍶粒子以一次粒子或接近於此之微粒子的狀態分散於有機溶劑中之分散液。 本發明之解決手段如下：由一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粒子所構成之針狀碳酸鍶粉末，以及該針狀碳酸鍶粒子的大部分作為分散於有機溶劑中之分散液，惟較佳於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。

Description

針狀碳酸鍶微粒子及其分散液
本發明係關於針狀碳酸鍶微粒子及其分散液。本發明尤其關於針狀碳酸鍶微粒子的大部分作為一次粒子分散於有機溶劑中之針狀碳酸鍶微粒子分散液，以及有利於使用在該針狀碳酸鍶微粒子分散液的製造之針狀碳酸鍶粉末。再者，本發明亦關於由以高度的分散狀態含有針狀碳酸鍶微粒子之高分子樹脂所構成之高分子樹脂組成物。
在對高分子樹脂成形體施以特定方向的拉伸處理時，或是在熔融狀態之高分子樹脂的成形時，伴隨著特定方向的壓力賦予來進行成形處理時所得之高分子樹脂成形體可顯示出複折射性者乃為人所知。例如，以藉由對澆鑄薄膜進行拉伸之方法所製造之光學薄膜，或是藉由射出成形所製造之光學透鏡所代表之光學材料用高分子樹脂成形體，一般係顯示出複折射性。
專利文獻1中，係記載有使針狀碳酸鍶粒子分散於高分子樹脂中，並以由針狀碳酸鍶粒子的配向所產 生之複折射性，抵銷由高分子樹脂之鍵結鏈的配向所產生之複折射性之方法，作為抑制高分子樹脂成形體所顯現之複折射性之方法。惟在使如針狀碳酸鍶粒子般的固體粒子分散於高分子樹脂成形體中之方法中，由於該固體粒子的存在，成形體的透明性有降低之疑慮。該文獻中，記載有為了維持高分子樹脂的透明性，將針狀碳酸鍶粒子的平均長度形成為500nm以下者較有利，尤其在200nm以下者，幾乎不會損及高分子樹脂的透明性之內容。
尚，上述文獻的實施例中，係記載有作為使針狀碳酸鍶粒子分散之薄膜的製造方法，使針狀碳酸鍶粒子(平均粒徑400nm)分散於四氫呋喃中，將高分子樹脂加入於所得之分散液並溶解而調製出高分子樹脂溶液，然後將高分子樹脂溶液層狀地塗布於玻璃板上，使該高分子樹脂溶液層的溶劑蒸發而形成薄膜後，對該薄膜進行拉伸之方法，作為分散有針狀碳酸鍶粒子之薄膜的製造方法。使用該方法來製造分散有針狀碳酸鍶粒子之薄膜時，必須使針狀碳酸鍶粒子均一地分散於高分子樹脂的溶劑。
專利文獻2中，係記載有作為對二氯甲烷般之有機溶劑的分散性高之碳酸鍶粉末，預先以包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑來處理碳酸鍶微粒子的表面之方法。該文獻的實施例中，係記載有由電子顯微鏡影像所測得之平均寬高比為2.7、長徑的平均長度為110nm之針狀碳酸鍶粉末。並記載有使該針狀碳酸鍶粉末分散於二氯甲烷之分散液，其平 均粒徑為170nm。
專利文獻3中，係記載有碳酸鍶微粉末，該碳酸鍶微粉末是由平均寬高比2.0以下的球狀粒子所構成之微粉末。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2004-35347號公報
專利文獻2：日本國際公開2012/111692號
專利文獻3：日本國際公開2011/052680號
以分散狀態含有針狀碳酸鍶粒子之光學材料用高分子樹脂組成物的成形體(光學零件)，係要求可顯示出高透明性。為了提高高分子樹脂組成物的透明性，必須使用細微的針狀碳酸鍶粒子作為分散於高分子樹脂之針狀碳酸鍶粒子。然而，至目前為止，當分散於高分子樹脂而成形時，可賦予能夠顯示充分的透明性之成形體之細微的針狀碳酸鍶粒子仍未為人所知，此外，尤其當分散於高分子樹脂而成形時，可賦予能夠顯示充分的透明性之成形體之細微且分散性高之針狀碳酸鍶粒子仍未為人所知。
因此，本發明之目的在於提供一種當分散於 高分子樹脂而成形時，可賦予能夠顯示充分的透明性之成形體之細微的針狀碳酸鍶粒子，並且在於提供一種尤其當分散於高分子樹脂而成形時，可賦予能夠顯示充分的透明性之成形體之細微且分散性高之針狀碳酸鍶粒子。
此外，本發明在於提供一種以溶液狀態使高分子樹脂成形時，能夠以高分散性穩定地分散於所使用之有機溶劑，尤其是疏水性有機溶劑之細微的針狀碳酸鍶粉末，並且亦在於提供一種細微的針狀碳酸鍶粒子大部分以一次粒子的狀態分散於有機溶劑之針狀碳酸鍶粒子分散液。
本發明的發明者(本發明者)係發現到：於專利文獻3所記載之球狀碳酸鍶微粒子的製造步驟中，藉由改變所採用之水溶液中的氫氧化鍶之依據二氧化碳所進行之碳酸化的條件，來生成針狀碳酸鍶微粒子，並藉由將所生成之針狀碳酸鍶微粒子提供至高溫下的熟化步驟，可製造出一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶微粒子。
本發明者進一步發現到：將使上述一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶微粒子分散於水性介質後之分散液，在包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑的存在下，接觸於以周速 10~60m/秒的範圍之速度旋轉之旋轉體而將剪切力賦予至該分散液，藉此調製出該界面活性劑附著於表面之針狀碳酸鍶粒子的分散液，並將該分散液進行乾燥而製造出細微的針狀碳酸鍶粒子粉末，藉由此處理方法使界面活性劑附著於粒子表面之細微的針狀碳酸鍶粒子粉末，其對有機溶劑，尤其是疏水性有機溶劑之分散性高，因此對於以高度的分散狀態分散有針狀碳酸鍶之有機溶劑分散液的調製乃極為有用。
上述針狀碳酸鍶有機溶劑分散液的高度分散狀態，可應用下述中的任一項或兩者的方法而容易地確認。
(1)分散液中之藉由動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的D50位於5~50nm的範圍，且D90不會超過100nm。
(2)針狀碳酸鍶微粒子以0.5~8.0質量%之範圍的濃度分散於有機溶劑，波長600nm之光的穿透率為60%以上。
再者，本發明者亦發現到：由添加有使上述細微的針狀碳酸鍶微粒子分散於有機溶劑所得之分散液之高分子樹脂組成物所成形之成形體中，該針狀碳酸鍶微粒子能夠以高度的分散狀態良好地配向。
因此，本發明為一種針狀碳酸鍶粉末，其係針狀碳酸鍶粒子的集合體，構成該集合體之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍，寬高比的 平均值位於2.2~5.0的範圍。
此外，本發明亦為一種針狀碳酸鍶粉末的製造方法，該針狀碳酸鍶粉末為針狀碳酸鍶粒子的集合體，其係包含：將構成該集合體之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末，分散於水性介質而得到分散液，並在包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑的存在下，使所得之分散液接觸於以周速10~60m/秒的範圍之速度旋轉之旋轉體而將剪切力賦予至該分散液，藉此調製出該界面活性劑附著於表面之針狀碳酸鍶粒子的分散液之步驟；以及將該步驟所得之分散液進行乾燥之步驟之針狀碳酸鍶粒子的集合體；該集合體中之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍，於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基，且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
再者，本發明亦為一種針狀碳酸鍶粒子分散液，其係一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末分散於有機溶劑之針狀碳酸鍶粒子分散液，該分散液中之藉由動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的D50位於5~50nm的範圍，且D90不會超過100nm。
此外，本發明亦為一種針狀碳酸鍶粒子分散 液，其係一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末以0.5~8.0質量%之範圍的濃度分散於有機溶劑之針狀碳酸鍶粒子分散液，波長600nm之光的穿透率為60%以上。
再者，本發明亦為一種高分子樹脂組成物，其係針狀碳酸鍶粒子分散於高分子樹脂而成，該針狀碳酸鍶粒子為針狀碳酸鍶粒子的集合體，構成該集合體之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍。
本發明之針狀碳酸鍶粉末的較佳樣態如下所述。
1)於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
2)上述界面活性劑所包含之親水性基為聚氧伸烷基，疏水性基為烷基或芳基，於水中形成陰離子之基為選自由羧酸基、硫酸基及磷酸基所組成之群組之酸基。
3)滿足下述(1)與(2)內之任一項或兩者的條件：(1)對1g的針狀碳酸鍶粉末與99g的二氯甲烷之混合物進行超音波分散處理後，使用孔徑1μm的薄膜過濾器進行過濾，將所得之針狀碳酸鍶粉末分散液用作為測定試樣並藉由動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的D50位於5~50nm的範圍，且D90不會超過100nm； (2)對1g的針狀碳酸鍶粉末與99g的二氯甲烷之混合物進行超音波分散處理後，使用孔徑1μm的薄膜過濾器進行過濾所得之針狀碳酸鍶粉末分散液之波長600nm之光的穿透率為60%以上。
本發明之針狀碳酸鍶粒子分散液的較佳樣態如下所述。
1)於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
2)D50為針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑之1.5倍以下。
3)有機溶劑為疏水性有機溶劑。
本發明之高分子樹脂組成物的較佳樣態如下所述。
1)針狀碳酸鍶粒子，於該表面附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
2)高分子樹脂組成物為光學用途所使用之樹脂成形體的製造用。
藉由使用本發明之針狀碳酸鍶粉末，可容易地製造出細微的針狀碳酸鍶粒子以一次粒子或接近於此之微粒子的狀態分散於有機溶劑中之分散液。此外，藉由使 用本發明之針狀碳酸鍶粉末及針狀碳酸鍶粒子分散液，於工業上可有利地製造出細微的針狀碳酸鍶粒子以一次粒子或接近於此之微粒子的狀態分散於高分子樹脂中之樹脂組成物。此高分子樹脂組成物，由於細微的針狀碳酸鍶粒子以一次粒子或接近於此之微粒子的狀態分散於高分子樹脂中，所以使用該高分子樹脂組成物所製造之高分子樹脂成形體，可顯示出高透明性。
第1圖為分散有實施例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末之聚碳酸酯樹脂組成物的成形體之剖面TEM照片。
第2圖為分散有比較例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末之聚碳酸酯樹脂組成物的成形體之剖面TEM照片。
本發明為一種針狀碳酸鍶粉末，其係針狀碳酸鍶粒子的集合體，構成該集合體之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍，寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍。
構成本發明之針狀碳酸鍶粉末之針狀碳酸鍶粒子，可一邊攪拌氫氧化鍶的水溶液或水性懸浮液，一邊於分別至少具有1個且合計至少具有3個之羥基與羧基之有機酸(尤其消旋酒石酸)的存在下，將二氧化碳氣體導 入於該水溶液或水性懸浮液，使氫氧化鍶碳酸化而得到碳酸鍶微粒子的水性分散液，且可因應必要將該水性分散液，加熱至一般為60℃以上，較佳為60~100℃，特佳為70~100℃的溫度使其熟化，並將所生成之平均寬高比2以下之球狀碳酸鍶微粒子往長軸方向粒子成長而製造。
氫氧化鍶的水溶液或水性懸浮液，氫氧化鍶的濃度一般位於1~20質量%的範圍，較佳位於2~15質量%的範圍，尤佳位於3~8質量%的範圍。有機酸，該羧基的數目為1個或2個，且此等之合計較佳為3~6個。有機酸的較佳例子，可列舉出酒石酸、蘋果酸及葡萄糖酸。有機酸的用量，相對於氫氧化鍶100質量份，一般位於0.1~20質量份的範圍，較佳位於1~10質量份的範圍。二氧化碳氣體的流量，相對於氫氧化鍶1g，一般位於0.5~200mL/分的範圍，較佳位於0.5~100mL/分的範圍。所生成之平均寬高比2以下之球狀碳酸鍶微粒子，該BET比表面積，較佳位於20~180m2/g的範圍，尤佳位於40~180m2/g的範圍，特佳位於60~180m2/g的範圍。球狀碳酸鍶微粒子不一定須為真球狀，可為長球狀、邊角呈圓緩之立方體狀或直方體狀。球狀碳酸鍶微粒子的製造方法，係記載於日本國際公開2011/052680號。
本發明之針狀碳酸鍶粉末，較佳係於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
較佳者，上述界面活性劑所包含之親水性基 為聚氧伸烷基，疏水性基為烷基或芳基，於水中形成陰離子之基為選自由羧酸基、硫酸基及磷酸基所組成之群組之酸基。
上述界面活性劑的親水性基，較佳為包含碳原子數1~4的氧伸烷基之聚氧伸烷基。疏水性基較佳為烷基或芳基。烷基及芳基可具有取代基。烷基的碳原子數一般位於3~30的範圍，較佳位於10~18的範圍。芳基的碳原子數一般位於6~30的範圍。於水中形成陰離子之基，較佳為選自由羧酸基(-COOH)、硫酸基(-OSO3H)及磷酸基(-OPO(OH)2、-OPO(OH)O-)所組成之群組之酸基。此等酸基的氫原子，可由鈉或鉀等之鹼金屬離子或銨所取代。
形成陰離子之基為羧酸基之界面活性劑，較佳為下述以式(I)所示之化合物。
式(I)中，R1表示取代或無取代的烷基或是取代或無取代的芳基，E1表示碳原子數位於1~4的範圍之伸烷基，a表示1~20的範圍，較佳為2~6的範圍之數。R1為碳原子數10以上，較佳位於10~18的範圍之烷基。
形成陰離子之基為磷酸基之界面活性劑，較佳為下述以式(II)或式(III)所示之化合物的單體或是 以式(II)或式(III)所示之化合物的混合物。
式(II)中，R2表示取代或無取代的烷基或是取代或無取代的芳基，E2表示碳原子數位於1~4的範圍之伸烷基，b表示1~20的範圍，較佳為2~6的範圍之數。R2為碳原子數10以上，較佳位於10~18的範圍之烷基。
式(III)中，R3表示取代或無取代的烷基或是取代或無取代的芳基，E3表示碳原子數位於1~4的範圍之伸烷基，c表示1~20的範圍，較佳為2~6的範圍之數。R3為碳原子數10以上，較佳位於10~18的範圍之烷基。
此外，界面活性劑可使用日本國際公開2012/111692號(專利文獻2)所記載之化合物。
前述界面活性劑往構成本發明之針狀碳酸鍶粉末之針狀碳酸鍶粒子的表面之附著，較佳係應用下述步驟來進行，亦即將使碳酸鍶粉末分散於水性介質所得之分 散液，在前述界面活性劑的存在下，接觸於以周速10~60m/秒的範圍之速度旋轉之旋轉體而將剪切力賦予至該分散液，藉此調製出該界面活性劑附著於表面之針狀碳酸鍶粒子的分散液。藉由使如此得到之界面活性劑附著於表面之針狀碳酸鍶粒子的分散液乾燥，可得到乾燥狀態的針狀碳酸鍶粉末。
存在於分散液之界面活性劑的量，相對於水性介質中的針狀碳酸鍶粒子100質量份，一般位於1~50質量份的範圍，較佳位於5~40質量份的範圍。
上述針狀碳酸鍶粉末的製造方法中，在界面活性劑的存在下，藉由以周速10~60m/秒的範圍之高速度旋轉之旋轉體，將較強的剪切力賦予至分散液，使針狀碳酸鍶粒子作為一次粒子分散於水性介質中，而使該一次粒子與該界面活性劑接觸。旋轉體的周速，較佳位於20~50m/秒的範圍，更佳位於30~40m/秒的範圍。可將較強的剪切力賦予至分散液之裝置，可列舉出M Technique股份有限公司所販售之Clearmix。
分散液的乾燥，可藉由採用噴霧乾燥機及滾筒乾燥機等之乾燥機之一般所知的乾燥方法來進行。在使分散液乾燥之步驟前，可從分散液中去除直徑1μm以上的凝聚物。
藉由上述方法所得之針狀碳酸鍶粉末，於一次粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。於一次粒子 的表面附著有界面活性劑者，可藉由FT-IR(傅立葉轉換紅外分光法)來確認。
本發明之針狀碳酸鍶粉末，尤其是包含前述於表面附著有界面活性劑之針狀碳酸鍶粒子之針狀碳酸鍶粉末，較佳係滿足下述(1)與(2)內之任一項或兩者的條件，特佳均滿足(1)與(2)的條件。
(1)對1g的針狀碳酸鍶粉末與99g的二氯甲烷之混合物進行超音波分散處理後，使用孔徑1μm的薄膜過濾器進行過濾，將所得之針狀碳酸鍶粉末分散液用作為測定試樣並藉由動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的D50位於5~50nm的範圍，且D90不會超過100nm；(2)對1g的針狀碳酸鍶粉末與99g的二氯甲烷之混合物進行超音波分散處理後，使用孔徑1μm的薄膜過濾器進行過濾所得之針狀碳酸鍶粉末分散液之波長600nm之光的穿透率為60%以上(較佳為70%以上，更佳為75%以上，特佳為80%以上)。
D50意味著篩下積算分率成為50%之粒徑，D90意味著篩下積算分率成為90%之粒徑。
上述(1)的條件中，動態光散射法，為將光照射在分散液時，從由在有機溶劑中進行布朗運動之針狀碳酸鍶粒子形成散射所產生之散射光的強度之搖動中，測定針狀碳酸鍶粒子的粒徑之方法。藉由該動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的粒徑，為體積基準之粒徑，當針狀碳酸鍶粒子形成凝聚粒子時，為包含凝聚粒子的粒徑之 粒徑。動態光散射法中，由於測定針狀碳酸鍶粒子的短徑及長徑，所以D50有時會顯示出較針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑更小的值。D50，相對於針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑，一般為1.5倍以下，較佳位於0.8~1.4倍的範圍。
上述(2)的條件中，光的穿透率，為以分散液之有機溶劑的光穿透率為基準之值。光的穿透率為60%以上，較佳為70%以上，尤佳為75%以上，特佳為80%以上。光穿透率的上限一般為100%。針狀碳酸鍶粒子的濃度，為以分散液全體為基準之值。濃度較佳位於0.8~7.0質量%的範圍。
本發明之針狀碳酸鍶微粒子分散液，為一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末分散於有機溶劑之分散液。有機溶劑，尤其可使用用作為高分子樹脂溶液製造用的溶劑之疏水性的有機溶劑。疏水性有機溶劑的例子，可列舉出羥及鹵化羥。羥的例子可列舉出環己烷、苯、甲苯及二甲苯。鹵化羥的例子可列舉出二氯甲烷、三氯甲烷及四氯化碳。
分散於有機溶劑之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑，可藉由測定從分散液所取出之針狀碳酸鍶粒子的電子顯微鏡影像而確認。一次粒子，為構成粉體、凝聚物之粒子，意味著不破壞分子間的鍵結而存在之最小單位的粒子。一次粒子之寬高比(長徑/短徑)的平均值 位於2.2~5.0的範圍，特佳位於2.2~4.0的範圍。
本發明之針狀碳酸鍶微粒子分散液，可藉由包含下述步驟之方法來製造，亦即混合本發明之針狀碳酸鍶粉末及有機溶劑，接著對所得之混合物進行分散處理之步驟。分散處理方法，可使用超音波處理、攪拌處理等方法。分散處理後，可從分散液中去除直徑1μm以上的凝聚物。
接著說明本發明之針狀碳酸鍶粉末分散於高分子樹脂而成之高分子樹脂組成物。
高分子樹脂組成物的製造方法，可列舉出將高分子樹脂加入於本發明之針狀碳酸鍶粒子分散液，使高分子樹脂溶解於分散液，藉此調製出分散有針狀碳酸鍶粒子之高分子樹脂溶液，將該溶液塗布於基板上以形成塗布層，然後使該塗布層乾燥並去除溶劑而製造之方法。將高分子樹脂溶液塗布於基板上之方法的例子，可列舉出旋轉塗布法、輥塗布法。分散有針狀碳酸鍶粒子之高分子樹脂溶液，可同時混合針狀碳酸鍶粉末、高分子樹脂以及溶劑而調製，或是混合針狀碳酸鍶粉末以及高分子樹脂的溶液而調製。此外，可使用成形機來形成如此製得之高分子樹脂組成物。成形機的例子，可列舉出射出成形機及擠壓成形機。
高分子樹脂的例子，可列舉出環烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、及纖維素酯樹脂。高分子樹脂組成物中所包含 之針狀碳酸鍶粉末的量，以高分子樹脂組成物為基準，一般為0.1~40質量%，較佳位於1~25質量%的範圍。
實施例 [實施例1] (1)針狀碳酸鍶粒子水性分散液的製造方法
將氫氧化鍶八水合物(關東化學公司製、鹿特級)366g投入於水溫10℃的純水3L，並混合而調製出濃度5.6質量%的氫氧化鍶水性分散液。將消旋酒石酸(和光純藥公司製、試藥特級)14.2g(相對於氫氧化鍶1g為0.039g)加入於該氫氧化鍶水性分散液並攪拌，使消旋酒石酸溶解於水性分散液。接著將氫氧化鍶水性分散液的液溫維持在10℃，一邊持續攪拌，一邊以0.5L/分的流量(相對於氫氧化鍶1g為2.9mL/分的流量)將二氧化碳氣體吹入於該水性分散液直到該水性分散液的pH成為7為止，生成針狀碳酸鍶粒子後，再持續攪拌30分鐘，而得到針狀碳酸鍶粒子水性分散液。於95℃的溫度對所得之針狀碳酸鍶粒子水性分散液進行12小時的加熱處理，使針狀碳酸鍶粒子成長為針狀，之後放置冷卻至室溫，而製造出針狀碳酸鍶粒子水性分散液。
量取所得之針狀碳酸鍶粒子水性分散液的一部分，進行乾燥而得到針狀碳酸鍶粒子。以鋨(Osmium)塗布該針狀碳酸鍶粒子的表面，並使用FE- SEM(電解輻射型掃描型電子顯微鏡)來拍攝該針狀碳酸鍶粒子的電子顯微鏡影像，從所得之電子顯微鏡影像中，測定1000個針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的長徑及短徑。該結果為一次粒子的平均長徑為5nm，平均寬高比為2.3。
(2)針狀碳酸鍶粉末的製造方法
將上述(1)所製得之針狀碳酸鍶粒子水性分散液300mL、以及作為界面活性劑之以下述式所示之聚氧伸烷基烷醚羧酸4.5g，投入於容量500mL的燒杯，並使用攪拌器攪拌5分鐘來進行混合。
將上述調製出之含有聚氧伸烷基烷醚羧酸的針狀碳酸鍶粒子水性分散液投入於Clearmix(M Technique股份有限公司製)，於冷卻器設定溫度4℃、攪拌葉片的轉速20000rpm(周速：30m/秒)的條件下進行15分鐘的攪拌處理。將攪拌處理後的分散液吹送至加熱至130℃之鐵板的表面，使附著於鐵板的表面之漿液的水分揮發，削取殘存於鐵板的表面之粉末，而製造針狀碳酸鍶粉末。
[實施例2]
使用以下述式所示之聚氧伸烷基烷醚磷酸作為界面活性劑，除此之外，其他與實施例1相同而製造針狀碳酸鍶粉末。
[實施例3]
使用以下述式所示之聚氧伸烷基烷醚羧酸作為界面活性劑，除此之外，其他與實施例1相同而製造針狀碳酸鍶粉末。
[比較例1]
使用均質混合機來取代Clearmix，並於4000rpm(周速：7.85m/秒)的條件下對含有聚氧伸烷基烷醚羧酸的針狀碳酸鍶粒子水性分散液進行1小時的攪拌處理，除此之外，其他與實施例3相同而製造針狀碳酸鍶粉末。
[二氯甲烷中之針狀碳酸鍶粉末之分散性的評估]
從藉由下述方法所測得之分散液的粒度分布與光穿透率中，評估實施例1~3及比較例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末於二氯甲烷中之分散性。該結果如下述第1表所示。
(1)針狀碳酸鍶粉末分散液之粒度分布的測定方法
將試樣的針狀碳酸鍶粉末1g與二氯甲烷99g混合而得之混合物放入於超音波浴中，藉由超音波進行30秒的分散處理，使用孔徑1μm的薄膜過濾器來過濾經分散處理後的混合物，而調製出濃度1質量%的分散液。使用動態光散射式粒度分布測定裝置(Nanotrac UPA-150、日機裝股份有限公司製)，來測定所得之分散液的粒度分布。第1表中，記載有由粒度分布所求取之D50與D90的粒徑。
(2)針狀碳酸鍶粉末分散液之光穿透率的測定方法
將試樣的針狀碳酸鍶粉末1g與二氯甲烷99g混合，接著將所得之混合物放入於超音波浴中，藉由超音波進行30秒的分散處理，使用孔徑1μm的薄膜過濾器來過濾經分散處理後的混合物，而調製出濃度1質量%的分散液。將所得之分散液放入於方形單元(光路徑長：10mm)，使用分光光度計來測定波長600nm之光的穿透率。同樣地調製出濃度3質量%的分散液與濃度5質量%的分散液，並測定各分散液之光的穿透率。分散液的光穿透率， 為以二氯甲烷的光穿透率為基準之值。進行5次的測定，並將該平均值記載於第1表。
當使用薄膜過濾器進行過濾後之混合物(分散液)中所含有之粒子的量，較過濾前之混合物中所含有之粒子的量減少10質量%以上時，亦即，藉由薄膜過濾器捕集10質量%以上的粒子時，碳酸鍶粒子的分散不良，無法進行分散液之光穿透率的測定。
從第1表的結果中，可得知實施例1~3中所製造之針狀碳酸鍶粉末，與比較例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末相比，於二氯甲烷中，顯著地顯示出高分散性。
[聚碳酸酯樹脂組成物的製造方法]
將針狀碳酸鍶粉末0.48g與環己烷30mL混合，接著將所得之混合物放入於超音波浴中，藉由超音波進行30秒的分散處理，使用孔徑1μm的薄膜過濾器來過濾經分散處理後的混合物，而調製出針狀碳酸鍶粉末分散液。將聚碳酸酯樹脂6g加入於所得之針狀碳酸鍶粉末分散液，使用旋轉式混合機攪拌2小時，以使聚碳酸酯樹脂溶解於分散液。使用超音波均質機，對所得之分散有針狀碳酸鍶粒子的聚碳酸酯溶液進行3分鐘的分散處理，接著使用脫泡機(Thinky Mixer(泡取練太郎)、Thinky股份有限公司製)進行脫泡處理。將脫泡處理後之溶液塗布於玻璃板上以形成塗布層，然後使玻璃板上的塗布層自然乾燥來去除塗布層中的環己烷，而製造出聚碳酸酯樹脂組成物。
[聚碳酸酯樹脂中之針狀碳酸鍶粉末之分散性的評估]
使用實施例1及比較例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末，藉由上述方法來製造分散有針狀碳酸鍶粒子之聚碳酸酯樹脂組成物，並使用TEM(穿透型電子顯微鏡)，來觀察從該聚碳酸酯樹脂組成物所製作之試驗片(成形體)的剖面。
第1圖為分散有實施例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末之聚碳酸酯樹脂組成物的剖面之TEM照片，第2圖為分散有比較例1中所製造之針狀碳酸鍶粉末之聚碳酸酯樹脂組成物的剖面之TEM照片。從第1圖的TEM照片中，可得知依循本發明之分散有針狀碳酸鍶粒子之聚碳酸酯樹脂 組成物的成形體，其細微的針狀碳酸鍶粒子以一次粒子或接近於此之微粒子的狀態分散於有機溶劑中。相對於此，第2圖之聚碳酸酯樹脂組成物的成形體，該針狀碳酸鍶粒子的一次粒子配向於不規則方向上而形成集合之凝聚粒子。

Claims (14)

  1. 一種針狀碳酸鍶粉末，其係針狀碳酸鍶粒子的集合體，構成該集合體之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍，寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍。
  2. 如請求項1之針狀碳酸鍶粉末，其中於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
  3. 如請求項2之針狀碳酸鍶粉末，其中該界面活性劑所包含之親水性基為聚氧伸烷基，疏水性基為烷基或芳基，於水中形成陰離子之基為選自由羧酸基、硫酸基及磷酸基所組成之群組之酸基。
  4. 如請求項1之針狀碳酸鍶粉末，其中滿足下述(1)與(2)內之任一項或兩者的條件：(1)對1g的針狀碳酸鍶粉末與99g的二氯甲烷之混合物進行超音波分散處理後，使用孔徑1μm的薄膜過濾器進行過濾，將所得之針狀碳酸鍶粉末分散液用作為測定試樣並藉由動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的D50位於5~50nm的範圍，且D90不會超過100nm；(2)對1g的針狀碳酸鍶粉末與99g的二氯甲烷之混合物進行超音波分散處理後，使用孔徑1μm的薄膜過濾器進行過濾所得之針狀碳酸鍶粉末分散液之波長600nm之光的穿透率為60%以上。
  5. 一種針狀碳酸鍶粉末的製造方法，該針狀碳酸鍶 粉末為針狀碳酸鍶粒子的集合體，其係包含：將構成該集合體之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末，分散於水性介質而得到分散液，並在包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑的存在下，使所得之分散液接觸於以周速10~60m/秒的範圍之速度旋轉之旋轉體而將剪切力賦予至該分散液，藉此調製出該界面活性劑附著於表面之針狀碳酸鍶粒子的分散液之步驟；以及將該步驟所得之分散液進行乾燥之步驟之針狀碳酸鍶粒子的集合體；該集合體中之針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍，於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基，且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
  6. 一種針狀碳酸鍶粒子分散液，其係一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末分散於有機溶劑之針狀碳酸鍶粒子分散液，該分散液中之藉由動態光散射法所測得之針狀碳酸鍶粒子的D50位於5~50nm的範圍，且D90不會超過100nm。
  7. 如請求項6之針狀碳酸鍶粒子分散液，其中於針狀碳酸鍶粒子的表面，附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
  8. 如請求項6之針狀碳酸鍶粒子分散液，其中D50為針狀碳酸鍶粒子之一次粒子的平均長徑之1.5倍以下。
  9. 如請求項6之針狀碳酸鍶粒子分散液，其中有機溶劑為疏水性有機溶劑。
  10. 如請求項6之針狀碳酸鍶粒子分散液，其中針狀碳酸鍶粒子以0.5~8.0質量%之範圍的濃度分散於有機溶劑，波長600nm之光的穿透率為60%以上。
  11. 一種針狀碳酸鍶粒子分散液，其係一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粉末以0.5~8.0質量%之範圍的濃度分散於有機溶劑之針狀碳酸鍶粒子分散液，波長600nm之光的穿透率為60%以上。
  12. 如請求項11之針狀碳酸鍶粒子分散液，其中有機溶劑為疏水性有機溶劑。
  13. 一種高分子樹脂組成物，其係一次粒子的平均長徑位於5~50nm的範圍且寬高比的平均值位於2.2~5.0的範圍之針狀碳酸鍶粒子分散於高分子樹脂而成。
  14. 如請求項13之高分子樹脂組成物，其中針狀碳酸鍶粒子，於該表面附著有：包含親水性基與疏水性基且進一步具有於水中形成陰離子之基之界面活性劑。
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